一种红外热像仪扫描方法研究

对一种单元探测器热像仪的扫描方法进行了研究,单元热像仪的成像需要进行行扫描和帧扫描才能完成一幅图像。为了提高热像仪的灵敏度,探测器采用了液氮制冷的中波红外探测器件。文中介绍了热像仪的扫描原理和扫描方法,重点解决了帧扫描方法所用的凸轮机构及其驱动方式以及行扫描和帧扫描的同步问题。此方法在某型红外热像仪研制中成功得到了运用,扫描平稳,其温度分辨率达到了0.01°。其扫描方法可以应用到其它热像仪的设计。     

基于长波576×6扫描型热像仪的改进设计

通过对长波576×6扫描型热像仪的扫描器组件摆扫频率、探测器配置、AD采样速率、信号处理速度以及图像数据的隔行和插值处理等的改进,提高热像仪的帧频至25 Hz,使之转为标准热像仪,以满足一般红外跟踪观察系统的要求。     

基于288×4焦平面探测器的二代热成像系统分析

扫描型焦平面探测器已成为二代热成像系统的主要探测器类型 ,是世界各国重点发展和装备的关键技术。借鉴国外的成熟 2 88× 4热像仪产品经验 ,对发展我国自己的技术和装备是非常必要的。介绍了热成像系统性能模拟软件包CFLIR ,并用其分析了Catherin FC热像仪的静态性能和作用距离 ,模拟结果与FC热像仪产品资料基本一致。CFLIR的有效使用将促进我国热成像总体技术的发展。     

Improved design for the scanning thermal imager based on 576 × 6 long-wavelength infrared detector

通过对长波576×6扫描型热像仪的扫描器组件摆扫频率、探测器配置、AD采样速率、信号处理速度以及图像数据的隔行和插值处理等的改进,提高热像仪的帧频至25 Hz,使之转为标准热像仪,以满足一般红外跟踪观察系统的要求.     

凝视热像仪搜索系统回扫速率分析

() ()摘要:凝视热像仪快速回扫技术已经广泛应用在光电搜索系统中。凝视热像仪回摆扫描速率与转台扫描速率的匹配精度关系到热像仪的成像质量,本文在线性空间建立两轴转台运动模型,根据坐标变换理论分析了两轴转台在运动时目标相对热像仪的运动情况,推导了凝视热像仪搜索系统的回扫速率与两轴转台扫描速率的数学公式,为凝视热像仪快速回扫技术的应用提供了关键的理论基础。     

用三维噪声模型对扫描型热像仪测试与分析

热像仪图像质量的好坏很大程度上取决于噪声的控制,所以热像仪噪声的评价与测试显得非常重要.对一代32元线列探测器与二代288×4焦平面探测器的扫描型热像仪进行了三维噪声对比测试.结合热像仪整机系统的原理和结构,详细对比分析了各个噪声分量产生的原因.分别计算一代与二代扫描型热像仪的空间噪声等效温差(S-NETD)与时间噪声等效温差(T-NETD).研究表明,一代热像仪空间噪声占主导地位,空间相关的噪声和时间相关的噪声相差较大,而二代热像仪的时间与空间噪声相对比较平均,从噪声分析角度来说,一代与二代扫描型热像仪的主要区别在于空间相关的噪声而不是时间相关的噪声.为三维噪声分析的必要性提供实践依据,为热像仪系统的设计和评价提供参考.     

288×4热像仪扫描速度与系统积分时间的匹配研究

通过对特定视场条件下扫描型288 × 4红外热成像系统的扫描成像过程的分析,提出了以水平方向图像分辨率为基础的动态瞬时视场概念,并以此为出发点,建立了扫描成像过程中扫描电机正程速率与探测器积分时间的数学关系式,提出了在保证电机的扫描线性度和扫描效率条件下,实现288x4热像仪行扫描速度与探测器积分时间的调整和配合的指导性意见.     

288×4热像仪扫描速度与系统积分时间的匹配研究

通过对特定视场条件下扫描型288×4红外热成像系统的扫描成像过程的分析,提出了以水平方向图像分辨率为基础的动态瞬时视场概念,并以此为出发点,建立了扫描成像过程中扫描电机正程速率与探测器积分时间的数学关系式,提出了在保证电机的扫描线性度和扫描效率条件下,实现288x4热像仪行扫描速度与探测器积分时间的调整和配合的指导性意见。     

基于线列红外探测器的图像增强算法研究

针对线列红外探测器扫描成像特点,提出了一种基于平台直方图统计的红外图像增强算法。仿真结果表明,该算法能够校正扫描型热像仪由盲、闪元引起的黑白道,提高图像的对比度,修正全局灰度等级,锐化图像中的边缘细节,对扫描成像系统的红外图像具有较好的增强效果。     

一种热像仪扫描器凸轮扭簧机构的设计方法研究

对扫描摆镜的驱动机构进行了研究。热像仪扫描摆镜通常采用锯齿波形运动曲线,扫描频率和效率取决于回扫间隔时间。在采用凸轮扭簧机构驱动的某热像仪扫描器设计方案中,利用简谐振动模型来分析摆镜的回复运动过程,并得出了实现快速回扫所需要的角频率临界值。     

红外焦平面微扫描空间分辨性能分析与估算

受器件水平的限制,国内红外焦平面热像仪的空间分辨能力较国外先进产品尚有不小的差距.依据John Johnson准则,结合红外焦平面热像仪的调制传递函数(MTF)与最小可分辨温差(MRTD)的分析,发现当前国内应用最广的320×240像元红外焦平面热像仪的空间分辨能力与32元CMT热像仪存在一定的差距,其原因是红外焦平面热成像系统的空间分辨能力由MTF与MRTD联合决定,而非取决于焦平面探测单元尺寸决定的几何极限;分析了采用插值等电子变倍的方法实现像素的倍增,以提高红外焦平面热成像系统空间分辨性能的可行性;并对辐条状图案进行了仿真实验,结果表明:虚拟微扫描及微扫描技术能有效提高红外焦平面热像仪的空间分辨能力.     

基于匀速扫描黑体的热像仪非均匀性校正

热像仪非均匀性校正是热像仪应用的一个关键技术,常用的方法为基于黑体的热像仪非均匀性校正方法。多次成像法能解决基于黑体的方法受辐射源非均匀影响的问题,但该方法利用多幅热图的相对关系进行校正,在热图坐标下准确定位较为困难。本文基于多次成像法原理,提出了一种基于匀速扫描黑体的非均匀性校正方法,该方法结合了标定类和配准类基于场景的校正方法的优点,通过热像仪扫描读取黑体参考源,利用热像仪不同探测单元对黑体同一场景点响应的差异进行非均匀性评价。相比多次成像法,本文的方法更容易实现且具有更好的抗噪声能力。利用本文的方法对两个热像仪进行非均匀性校正,结果表明确实可以分离黑体非均匀性,但提高了对黑体辐射源和热像仪时间稳定性的要求。     

环境辐射对热像仪测温的影响

不同于传统的离散光谱测温,热像仪测温的实质是一种在一定波段范围内的基于探测器光谱响应的连续光谱测温。除了目标的发射率会影响热像仪所测温度与真实温度的关系外,反射的环境辐射也是热像仪测温结果的重要影响因素。目前的热像仪测温精度研究在对目标反射环境辐射的处理中,大都把环境辐射看做是均匀入射的或者是把目标看做了镜面反射体,这样做虽然可以大大简化模型,但是却远远不符合实际情况。针对这一现状,利用辐射度学原理和热像仪探测器的光谱响应特性,建立了在环境辐射非均匀入射条件下的热像仪对漫射目标的测温模型,结果表明:环境辐射对热像仪测温的影响,除了与目标的反射率和环境辐射源的温度有关外,还与环境辐射源对目标所张的投影立体角有关。根据所得模型,分析了热像仪测温的影响因素,重点对几种典型环境辐射条件下对热像仪测温的影响进行了定量计算和分析,并进行了实验验证。相关结果一方面可以为热像仪测温设计提供参考,另一方面可以为复杂环境条件下热像仪测温与真实温度的误差估算提供理论依据。     

慢扫描红外热像仪的应用

本文结合HR-2型红外热像仪的一些应用实例,介绍了慢扫描热像仪的一些典型应用范围,总结了热像仪测量较其它测量方法的特点和优越之处。     

红外热像仪的空间噪声和时间噪声分析

噪声特性是衡量红外热像仪的一个重要指标。本文对热像仪的噪声来源和影响因素进行了分析,并通过实验分别计算了实测图像的空间噪声和时间噪声。实验结果表明了在实际观测过程中,图像的空间噪声通常要大于时间噪声,而且空间噪声在热像仪经过非均匀性校正之后的一段时间内会逐渐增大,而时间噪声不会有明显变化。基于时间噪声小于空间噪声且不随时间变化的特点,为红外图像中的目标检测提出了新的思路。     

制造与测试

美国理想HeatSeeker热像仪保证机房和数据中心正常运行美国理想工业公司推出的新型HeatSeeker热像仪,可将热像叠加在可见光图像之上,可以发现威胁机房和数据中心连续工作的各种问题。只需快速扫描表面,HeatSeeker热像仪就可以帮助确定电池和电容器     

多扫描周期摆镜伺服系统设计与实现

扫描摆镜伺服系统是扫描型热像仪的核心部件之一,扫描摆镜摆动周期需适应热像仪视频制式的要求。为了支持扫描型热像不同速率视频输出的需求,基于双向扫描摆动方式,设计并实现了多扫描周期摆镜伺服系统。给出了基于FPGA、MCU构架的硬件方案、目标轨迹特性及控制算法的设计方法。实验测试结果表明本扫描摆镜伺服系统具有跟踪精度高、频率切换时间短和运行稳定等特点,具有很强的工程实践性。     

基于DSP和FPGA的热像仪电子处理单元全数字化设计

针对基于SPRITE探测器的中国二类通用组件热像仪（CTICM-II）电子处理单元的缺点，采用DSP和FPGA设计全数字化热像仪电子处理单元。在得到高分辨率图像的同时，实现了传感器的实时非均匀性校正，显示动态范围压缩，对比度增强等功能。     

美国Inframetrics公司及其热像仪

Inframetrics公司成立于1975年初,是美国麻省贝德福市一家专门制造民用热像仪的小厂,离省府波士顿不远。该厂在技术上是靠一篇专利起家的。这篇专利描述了一种惯性很低的反射式扫描系统,还介绍了热像仪信息的数字化处理,产生可以和标准电视兼容的视频信号。由于对热像仪的性能和质量下了功夫,又将许多配套件尽量搞成通用化,所以它的产品很快就打入国内外市场。它的扫描系统是全反射式,所以它的210型双波段热像仪(3～5     

红外凝视成像系统中的微扫描器控制

基于压电陶瓷驱动器,选用2×2微扫描模式,降低了系统控制难度。分析了影响微扫描器控制的几个因素,设计了一款以单片机为核心的控制电路,解决了微扫描器位移与同步的控制问题,并以此构建了一款基于国内某制冷型探测器的反射式微扫描热像仪,通过实验验证了采用2×2微扫描模式能够有效提升热像系统的空间分辨力。